禄劝双华水库土石坝病险水库除险加固技术研究

杨洪卫

摘要：土石坝病险水库除险加固技术是当前为了防止水库发生渐变性损坏而采取的一种技术手段，本文结合禄劝双华水库的安全鉴定、出险加固设计情况，简要叙述该地区小型土石坝病险水库的主要特点和除险加固的采取的主要措施，为本地区今后的中小型水库除险加固工作提供一定程度的技术支持。

关键词：病险水库;除险加固;技术

引言

由于中国内陆小面积水资源丰富，所以被评为世界上水坝修筑最多的国家，现存的水库接近8.6万座，其中包括大型水库400多座，中型水库2700多座，小型水库约为8.2万座，虽然中国境内水坝数量众多，但是水坝的质量却并不是世界上一流的，据调查证明，全国当前有三万多座病险水库，其中中小型水库占据百分之七十，从我国水库工程建设初期开始，我国对于水库的安全性以及实用性技术应用所投入的精力和资金较少，再加上工程后期的管理和运行维护费用的渠道缺失，导致我国病险水库数量急剧增多，安全问题也随之出现，所以，解决当前病险水库是我国水利水电有关单位的主要任务之一。

一、工程概况

禄劝双华水库位于撒营盘镇招桂村委会王家村，建于1958年7月，该水库的主要目的是农田灌溉，但是由于水库使用时间较长，所处地理位置相对较差，加上年久失修，水库的病险情况非常严重，经昆明市水利水电勘察设计院，对大坝进行安全鉴定后，对工程除险加固进行勘察设计。在2011年正式对该水库进行除险加固工程，延长其使用年限，减少水资源的浪费，禄劝双华水库除险加固工程主要分为四个单位工程，23个分部工程，348个单元工程。该工程项目持续时间约为18个月，资金消耗约为1600万。水库总库容2998万平方米，属于中型蓄水工程水库，承担着下游团街、茂山、屏山3个镇共37053亩农田的灌溉任务。

二、中小型土石坝病险水库存在的问题

（一）防洪标准低

防洪标准是根据水坝所要承受的来自上游的水压力的大小来进行规定的，防洪标准低是当前造成中小型土石坝水库病险的主要原因，禄劝双华水库的建立时间是上个世纪50年代末期，在那个时期，不管是技术还是施工设备都相对落后，人们对于水坝修筑的安全性和实用性意识相对较差，各种关于施工地点水文资料和环境地质资料短缺，根据现在的防洪标准对禄劝双华水库进行技术性评定可以发现，该水库在大坝整体高度和大坝抗洪防渗能力都有一定的缺失，急需有关部门对其进行整治。

（二）水坝整体工程质量出现老化问题

由于禄劝双华水库土石坝修筑时间较早，加上长年的和空气接触，导致大坝外围组成材料风化严重，大部分水库在修筑工程中采用的设备和技术都不到位，施工质量较差，再加上长久的运行，设施以及建筑物老化，给今后的水坝工作和水库的安全性带来隐患。

禄劝双华水库土石坝质量老化问题主要体现在大部分水坝表面断裂不断，缝隙层出不穷，坝体、坝坡的抗滑属性较差，不能满足水坝的稳定性要求，导致坝体裂缝严重，在运行中多地出现漏水和渗水的情况，久而久之，便失去了其应用的作用;水坝排水设施失效，坝基渗透情况严重;建筑构造老化，溢洪排水通道老化，输水管道存在多方面渗漏，金属结构以及机电装置腐蚀失效等。

三、中小型水坝出险加固的主要技术研究

（一）水坝除险加固主要措施

禄劝双华水库土石坝病险水库除险加固的标准主要是采用适当的方式加大水库的高度、增加水库的蓄水能力和抗压能力、加大水库的防漏抗渗能力、加大排水设备的排水量。

其中，在进行水坝加高的设计中，尽量控制加高程度在一米的范围之内，最大不要超过三米，否则就要进行水坝加宽，土方量增加过大会导致水坝在整体结构上受到压力过大，不利用长久的投入使用。加大泄流量可以通过对泄洪通道进行扩宽或者加深来实现，禄劝双华水库的溢洪通道排泄能力较强，所以扩宽或者加深泄洪通道对其排水情况作用不是很明显，可以采用加大坝高，利用路缘石的防浪功能进行水坝整体自然加高是最好的选择。

针对类似于禄劝双华水库的中小型土石坝水库均存在的防漏抗渗能力不足的问题，可以通过混凝土防渗墙结构进行高压喷射灌浆防渗。输水管老化失效是当前中小型土石坝水库所面临的主要病害问题，一般可以采用补强加固、开挖翻新或者更换输水管的方式进行检修更替，避免出现更加严重的渗流现象。

（二）土石坝水库除险加固技术施工方案

经过调查和探索发现，禄劝双华水库所出现的主要问题是由于区域地质构造带的活动导致的水库整体结构发生变形，在加上水库在长时间的运行之后，其整体结构受到各种外界影响，内部构造发生了改变，在其外部墙体上出现了多出裂缝，整体坝高也受到了影响。根据此现象，我们列举了如下几个方案进行水坝除险加固技术研究。

方案一：加大坝高，增强水库整体蓄水能力。

该方案采用的方法是加高禄劝双华水库高度约为0.75米，在维持当前水库抗洪能力的基础上，不改编进水槽的宽度，但对排水管道进行加固和补缝工作，增加挡水墙的高度，并适当的增加排水槽的宽度，改变排水槽的坡度，对排水槽进行重新设计施工。

方案二：扩宽溢洪通道，并加宽顶堰为实用堰，适当的增加水坝整体高度。

该方案所采取的主要方法是增加整体坝高0.39米，扩宽溢洪通道，同时对宽顶堰进行改造成为实用堰，通过此来增加溢洪通道的排水能力，同时并扩宽排水槽并延长其长度来使纵坡坡度减低。

方案三： 高压喷射灌浆防渗墙施工技术。

首先，按照1：1的水灰比确定加水高度以及加灰量，并在搅拌机上做好相应的标记，配制浆液一定要严格的按照规定控制。在混凝土配制完成后，接下来就要进行钻孔工作，每隔是个钻孔设置一个干钻孔，取岩芯绘制柱状图，判断土层、砂砾石层的厚度变化情况，为施工提供稳定的工程和参数和设计依据，钻孔完成后换上喷管下至设计高程，启动高压泵、空压机、泥浆泵来进行空气和水泥浆的旋喷利用，最后根据每个钻孔的冒浆进行回灌，直至孔口液面不再下降，对返出的液浆均采用挖坑掩埋的措施处理。

根据对以上三种方案的叙述，通过禄劝双华水库土石坝水库施工条件以及周围环境和工程量的比较，方案二在投资方面偏高，方案一和方案三在基金投入方面相差无几，但方案一需要在水坝下游进行填土工程，施工质量不易得到保证，相比较而言，方案三投资少，且质量程度较高，对环境影响较小，所以该过程推荐使用方案三。

结论

综上所述，在进行禄劝双华水库土石坝水库施工技术研究方面仍然存在着一系列的问题，本文章通过对禄劝双华水库土石坝水库存在的病險问题和施工方案的选择以及施工技术研究进行简要的叙述，希望能对今后土石坝病险水库技术的应用和处理有一定的帮助作用。

参考文献：

[1]程圣国.小型土石坝病险水库除险加固技术研究[J].小水电，2005-12-22.

[2]王明.病险水库的除险加固措施[J].吉林农业，2011-03-20.

[3]禄劝双化水库除险加固工程通过验收[J].禄劝县委宣传部，2013-03-20.